本文例子參考《STM32單片機開發實體——基于Proteus虛擬仿真與HAL/LL庫》
源代碼：https://github.com/LanLinnet/STM33F103R6
專案要求
掌握SPI總線通信規則，使用單片機每隔1s讀取一次溫度傳感器TC72的溫度值，并通過串口將讀取的溫度值發送出去，串口通信引數：波特率為19200bits/s，無校驗，
硬體設計
-
在第一節的基礎上，在Proteus中添加電路如下圖所示，其中我們添加了一個串行溫度傳感器
TC72，
此外，我們還添加了兩個虛擬儀表：一個虛擬終端VIRTUAL TERMINAL和一個SPI總線除錯工具SPI DEBUGGER，
虛擬終端VIRTUAL TERMINAL的設定如下，
-
SPI：
1）簡介：SPI（Serial Peripheral Interface, 串行外設介面）是由美國Motorola公司推出的一種同步串行通信介面，用于串行連接微處理器與外圍芯片，SPI采用主從通信模式，通常為一主多從結構，通信時鐘由主機控制，在時鐘信號的作用下，資料先傳送高位，再傳送低位，
2）介面：SPI通信至少需要以下4根線，- SCLK：時鐘線，用于提供通信所需的時鐘基準信號，
- MOSI：主出從入資料線，對于主機而言是資料輸出總線，對從機是資料輸入總線，
- MISO：主入從出資料線，對于主機而言是資料輸入總線，對從機是資料輸出總線，
- \(\overline{CS}\)：片選信號，低電平有效，但是對于本次專案所用的TC72，有效電平為高電平，
3）通信時序：SPI通信的作業時序有4種，具體由CPHA（Clock Phase，時鐘相位）和CPOL（Clock Polarity，時鐘極性）決定，SPI的4種通信模式如下表，時序圖如下分別列出，
- 模式0(CPOL=0 CPOL=0)
- 模式1(CPOL=0 CPOL=1)
- 模式2(CPOL=1 CPOL=0)
- 模式3(CPOL=1 CPOL=1)
-
TC72：
1）簡介：TC72是由美國Microchip公司出品的串行溫度傳感器，兼容SPI通信協議，溫度測量范圍為-55℃-+125℃，解析度為10位（0.25℃/bit），
2）引腳：TC72的引腳功能如下表所示，
3）作業模式：TC72的作業模式有以下兩種：- 連續轉換模式（Continuous Conversion Mode）：每隔150ms進行1次溫度轉換，
- 單次轉換模式（One-Shot Mode）：轉換1次后就進入省電模式，
TC72的溫度轉換結果采用左對齊資料存盤格式：高位元組存放溫度值轉換結果的整數部分，最高位T9為符號位；低位元組高2位存放溫度值轉換結果的小數部分，資料以補碼形式存放，其暫存器地址如下表所示，
-
打開CubeMX，建立工程，STM32F103R6單片機自帶一個SPI模塊，但是為了便于移植，本專案中采用GPIO引腳模擬SPI時序，設定PA4、PA5、PA7均為
GPIO_Output，PA6均為GPIO_Input，點擊“Categories”中的“GPIO”，修改GPIO各引數如下圖所示，
隨后進行串口設定，如下圖所示，這里就不贅述了，具體可以參考第13節，
-
點擊“Generator Code”生成Keil工程，
軟體撰寫
-
考慮到代碼的可移植性，這里將SPI和TC72的驅動代碼全部封裝成函式并分別歸入頭檔案“vSPI.h”和“TC72.h”中，我們可以先在
...\Core\Src檔案夾中建立這兩個頭檔案，此時Keil可能找不到對應檔案，可以直接將檔案拽入Keil中進行編輯，然后再在“main.c”檔案中進行include， -
點擊“Open Project”在Keil中打開工程，打開“vSPI.h”，添加代碼如下，
#ifndef INC_VSPI_H_ #define INC_VSPI_H_ #include "main.h" //軟體延時函式，單位為微秒 void delay_us(uint16_t n) { uint16_t i = n * 8; while(i--); } //SPI總線使能 void vSPI_En() { HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, vCE_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, vSCK_Pin, GPIO_PIN_RESET); delay_us(4); } //SPI總線禁止 void vSPI_Dis() { HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, vSCK_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, vCE_Pin, GPIO_PIN_RESET); } //SPI主站發送1位元組 void vSPI_SndByte(uint8_t dat) //dat表示發送的位元組 { uint8_t i; for(i=0; i<8; i++) { HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, vSCK_Pin, GPIO_PIN_RESET); delay_us(4); if(dat & 0x80) { HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, vMOSI_Pin, GPIO_PIN_SET); } else HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, vMOSI_Pin, GPIO_PIN_RESET); dat<<=1; //上升沿 HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, vSCK_Pin, GPIO_PIN_SET); delay_us(4); } } //SPI主站接收1位元組資料 uint8_t vSPI_RcvByte() { uint8_t i, dat=0; for(i=0;i<8;i++) { delay_us(4); dat<<=1; HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, vSCK_Pin, GPIO_PIN_RESET); if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, vMISO_Pin) == GPIO_PIN_SET) { dat |= 0x01; } else dat &= 0xfe; HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, vSCK_Pin, GPIO_PIN_SET); } return dat; //回傳1位元組資料 } #endif /* INC_VSPI_H_ */打開“TC72.h”，添加代碼如下，
#ifndef INC_TC72_H_ #define INC_TC72_H_ #include "main.h" #include "vSPI.h" //宏定義 #define _TC72_CTRL_R 0x00 //控制暫存器地址（讀） #define _TC72_CTRL_W 0x80 //控制暫存器地址（寫） #define _TC72_Dat_LSB 0x01 //溫度低位元組地址（讀） #define _TC72_Dat_MSB 0x02 //溫度高位元組地址（讀） #define _TC72_ID 0x03 //制造商ID（讀） #define _TC72_OnceCnv 0x15 //單次轉化指令 #define _TC72_ContinueCnv 0x05 //連續轉化指令 //發送轉化指令 void TC72_Convert(uint8_t Instr) //Instr為指令 { vSPI_En(); //SPI總線使能 vSPI_SndByte(_TC72_CTRL_W); //發送控制暫存器地址（寫） vSPI_SndByte(Instr); //發送轉化指令 vSPI_Dis(); //SPI總線禁止 } //讀溫度 float TC72_TemperatureRd() { uint8_t DatL, DatM; //高低位元組 int16_t Dat; //最終接收資料 float t; //轉化溫度 vSPI_En(); //SPI總線使能 vSPI_SndByte(_TC72_Dat_MSB); //發送溫度高位元組地址（讀） DatM = vSPI_RcvByte(); //SPI主站接收1位元組（高） DatL = vSPI_RcvByte(); //SPI主站接收1位元組（低） vSPI_Dis(); //SPI總線禁止 Dat = DatM; Dat <<= 8; Dat += DatL; //組合高低位元組 t = ((float)(Dat))/256; //轉化溫度 return t; //回傳溫度值 } #endif /* INC_TC72_H_ */ -
隨后我們需要在main.c檔案中的最前面引入我們自定義的頭檔案
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN Includes */ #include "stdio.h" //引入輸入輸出標準庫 #include "vSPI.h" //引入自定義頭檔案 #include "TC72.h" /* USER CODE END Includes */在main函式中定義需要通過串口發送的字串
/* USER CODE BEGIN 1 */ float t; char str1[] = "Temperature:"; char str2[10]; //存放溫度字串 /* USER CODE END 1 */最后，在while(1)中呼叫我們自定義的函式對TC72和串口進行操作
/* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str1, 12, 12); //串口發送str1 TC72_Convert(_TC72_OnceCnv); //單次轉化指令 HAL_Delay(100); t = TC72_TemperatureRd(); //讀傳感器溫度 sprintf(str2, "%f", t); //將溫度t由浮點型轉化為字串并存入陣列str2 HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str2, 7, 7); //串口發送str2 HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&"\n\r", 2, 2); HAL_Delay(900); /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */
聯合除錯
- 點擊運行，生成HEX檔案，
- 在Proteus中加載相應HEX檔案，點擊運行，可以看到虛擬終端“VIRTUAL TERMINAL”每隔1秒都會顯示一次TC72的溫度，調節TC72的溫度值，虛擬終端的顯示也會跟著改變，
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/caozuo/483666.html
標籤：嵌入式
上一篇：不受支持的 Mac 上的通用控制
下一篇：無法洗掉頂部網站中的白條